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原子核中的色禁闭的分类

已有 850 次阅读 2024-8-19 20:24 |个人分类:我思故我在|系统分类:观点评述

    EMC的效应揭示出,原子核中核子的夸克胶子分布和自由核子是不一样的,而且随着核子数的增多而增强。这个实验结果,打破了我们把原子核中的核子看成是无色的假设。这个实验非常明确,但是这种原子核中的色禁闭现象究竟能在什么样的能标下起作用,就成了一个问题。

    如果考虑到核子之间的作用,就是剩余的色作用,那么很显然在任何的能标上,色禁闭都应该起作用。但是奇怪的事情是,现实的核力理论根本不考虑色自由度。

    这的确是一件诡异的事情。

    关于Cd疑难的实验发现的分析,已经相关的SU3-IBM理论的解释,使我提出了即使在最低能的核结构领域,也需要考虑夸克自由度。

    在点金石的猜想中,甚至在更低的能标下,也有色禁闭。(不一定会低到原子的能标)自由的夸克按照道理来说,只能发生在高能区,但是色涨落似乎可以发生任意的低能区。

    考虑到无色的核子可以结合成为原子核,所以可以得到一个有趣的推论,就是有色的核子的能量是更低的。自由核子的色表示是(0,0),是能量最高的。在两个核子的原子核中,也就是氘核,很显然一个是(1,0)表示,一个是(0,1)表示,这样才能生成无色的(0,0)表示。所以我们可以假设,原子核中的核子的色表示是(1,0)和(0,1)。而它们的最终表示是原子核的(0,0)。

    这很有意思,因为我们知道核子对的表示是(2,0),所以这个假设是非常合理的。当然也可以有更高的核子表示加入,但是显然不能太大,因为两个这个表示要得到(2,0)才行。我们可以先考虑最简单的情况,然后再考虑更复杂的。

    如果是三个核子,就是三个(1,0),或者是三个(0,1)。如果是四个核子,就是两个(1,0)和两个(0,1)。这是最低阶的原子核中的核子的分类,等有时间的可以把所有的情况都计算一遍。看看是否有神奇的发现。我对轻核不是很了解,因为IBM研究的都是重核。有时间可以结合这个想法,和具体的物理性质讨论一下。

    对于A个原子核,有各种(1,0)和(0,1)的可能,最后耦合到(0,0)上。各种耦合途径,中间不能出现(0,0),因为这意味着原子核已经分裂了。

    EMC告诉我们,把原子核中的核子看成是无色的,也就是(0,0)肯定是错误的。而且可以看到,表示越高,能量越低。高能区的配对可以解释为一个(1,0)和(0,1)直接耦合成为(1,1)。不能是(0,0),否则就变成无色,就脱离原子核了。

    非常简单,一下子就区分了氘核的情况和原子核中的短距离强作用对。

    不同的耦合代表着代表着不同的结果。这些结果必然会发生干涉,这和以前的推论是一致的。我现在有些好奇,是不是可以不通过有效场理论,直接和核结构挂上钩。这个得慢慢研究。

    但是这图景真的是非常简单。以前的图景是都是(0,0)表示,所以不需要考虑色自由度。虽然现在复杂了一点,也是可以很容易的做出分类的。这样的一个结论,就是低能的时候,也一定会考虑色自由度,因为能量更低了。

    这个和我们在IBM中的结果也是一致的,原子核的基态更倾向SU(3)表示大的,但是不完全如此。在幻数处,是(0,0)表示。这需要区分整个原子核的表示是(0,0),而其中一部分核子的表示,比如核子对的玻色子的表示,就可能是非常大的。也就是说,在这里,根本就不会存在(0,0)表示,把球形核自动排除了。原子核的色禁闭假设直接排除了球形核。

    这太神奇了。我们已经知道原子核中分为了三部分,一部分是平均场,一部分是短程强关联,一部分是长程剩余关联。所以最后的(0,0)可以看成三部分耦合的结果。

    这个问题非常有趣,有时间再继续研究。

    



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